La photosynthèse est un très puissant mécanisme permettant de capturer le dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique. De nouvelles approches scientifiques et techniques, réunies sous le terme de “biologie de synthèse”, offrent l’espoir à moyen terme de rendre ce mécanisme plus performant.
Source : Une vidéo de la série Chimie et agriculture durable pour tous
Diffusion en direct du Colloque Chimie et agriculture durable 10/11/2021
Rubrique(s) : Événements
Vous qui n’avez pas la possibilité de venir à la Fondation de la Maison de la Chimie le 10 novembre 2021, vous pouvez assister en direct au « Colloque Chimie et Agriculture durable »
sur Mediachimie ou sur Youtube.
La captation des conférences sera par la suite disponible en ligne et leur mise à disposition sera indiquée sur la page d'accueil de Mediachimie.
La diffusion en direct sera disponible sur cette page.
Amphi : Session du matin (9h00 - 13h30), Session I de l'après-midi et session de clôture (14h30 - 18h00)
Session II de l'après-midi (14h30 -17h00)
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Colloque Chimie et énergies nouvelles
Rubrique(s) : Événements
Les versions écrites et vidéos des conférences du colloque « Chimie et énergies nouvelles » sont en ligne sur Mediachimie.
Notre futur énergétique fait actuellement l’objet de débats dans tous les media, et dans les milieux politiques et économiques. C’est un sujet fondamental pour la Société, l’Industrie, l’Économie et aussi pour la Formation des jeunes puisque l’énergie est l’un des principaux thèmes des programmes de terminales des différentes filières scientifiques.
Nous avons souhaité faire un point scientifique objectif sur les principaux thèmes de ces débats dans les conférences du colloque « Chimie et énergies nouvelles ». Les conférenciers ont été choisis parmi les meilleurs experts de la Recherche, de l’Industrie, et de la Politique économique.
Pour faire face aux besoins toujours croissants de la demande d’énergie en dépits d’économies envisagées et garantir l’accès de tous à des services énergétiques fiables et à des couts abordables, toutes les énergies décarbonnées flexibles, propres, abondantes capables de se substituer aux énergies fossiles seront nécessaires. Pour cela il est urgent d’innover mais aussi d’optimiser les technologies existantes en lien avec le développement durable :
- Quel pourra être le paysage de l’énergie en 2050 ?
- Quel sera l’avenir du nucléaire ?
- Quelle sera la trajectoire technologique et industrielle pour améliorer la compétitivité de l’hydrogène zéro carbone ?
- Quelle sera l’évolution des véhicules électriques et thermiques ?
Ces questions et beaucoup d’autres ont été traitées par les conférenciers pour faire de ce colloque un outil d’information objectif et un outil d’actualisation des connaissances utilisable par un large public.
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Comment colorer des bonbons en bleu ? Une application de la spiruline
Rubrique(s) : Question du mois
Les bonbons et dragées se font une part belle dans le monde des sucreries, et au premier regard, leurs couleurs nous incitent à les goûter.
Nous connaissons tous ces petits personnages bleus de BD, logeant dans un village champignon et aussi déclinés en bonbons ! Mais comment les colorer en bleu ?
Caractéristiques physico-chimiques nécessaires pour être un colorant utilisable dans un bonbon
Le bonbon est par exemple constitué d’une solution aqueuse à laquelle on ajoute un colorant alimentaire, du sucre et de la gélatine à chaud. Les molécules colorées susceptibles d’être utilisées doivent pouvoir se disperser de façon uniforme au sein de la gélatine, résister aux différents traitements lors de la fabrication du bonbon et sur le long terme résister à la lumière et à l’oxygène de l’air.
Qu’en est-il du bleu patenté V ? (1)
Le bleu patenté V (i), au nom de code E 131, est un colorant alimentaire de synthèse, soluble dans l’eau. Il donne un bleu vif et répond à toutes les caractéristiques nécessaires précédemment citées. Il est ou a été le colorant bleu de nombreux bonbons et autres aliments et boissons. Mais Il est soupçonné d’un potentiel allergène. Son utilisation est réglementée en Europe et sa dose journalière admissible (DJA) a été diminuée en 2013 à 5mg/kg de masse corporelle (ii) par l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA).
Compte tenu que les enfants sont les principaux consommateurs de bonbons et que la demande du public vers des produits d’origine naturelle est forte, certains fabricants ont cherché à remplacer ce colorant par un autre issu d’une ressource naturelle, ce qui est effectif depuis 2020 pour les petites créatures bleues !
Le bleu dans les plantes sauvages
Même si bleuet, jacinthe des bois, myosotis, mûres et myrtilles …nous évoquent la couleur bleue, la nature nous offre très peu cette couleur parmi les plantes sauvages. Et si on arrive à en extraire les molécules responsables de leur couleur encore faut-il qu’elles répondent aux caractéristiques nécessaires à leur utilisation et que la matière première soit abondante. On comprend bien alors que ces plantes ne vont pas répondre à la demande.
La spiruline
La recherche a été longue pour trouver un composé naturel fournissant un bleu stable, répondant à tous les critères y compris l’innocuité et dont la production puisse être notable. La spiruline alimentaire s’est avérée le bon candidat. La spiruline est un ensemble de cyanobactéries (iii) alimentaires procaryotes (iv) qui se reproduisent dans des eaux chaudes (35 à 40°C) peu profondes et saumâtres (on parle aussi de microalgues) (v). Il existe plusieurs types de souches de bactéries et selon les zones géographiques (vi) et les conditions de production, la composition chimique varie (2). Toutefois en résumé les spirulines sont avant tout très riches en protéines. Elles contiennent également des glucides, un peu de lipides, des vitamines, des sels minéraux et des pigments. Ces différents constituants sont indépendamment recherchés pour des applications diverses (santé, alimentation, pigments, aquaculture, cosmétique…).
La couleur bleue issue de la spiruline
La spiruline contient d’une part des pigments verts (chlorophylles) et oranges (bêta-carotènes) et parmi les protéines qui la constituent il y a des phycocyanines qui possèdent un groupe chromophore bleu fixé à la chaine protéïque.
Les bêta-carotènes s’oxydent à l’air, les chlorophylles se dégradent à la lumière. Par contre les phycocyanines sont d’une part des anti-oxydants et d’autre part plus résistantes à la photo-destruction. Ainsi la spiruline séchée et longtemps exposée à l’oxygène de l’air et à la lumière, devient bleutée. Les phycocyanines représentent 12 à 17 % en masse (selon la souche) de la spiruline séchée.
La spiruline la plus utilisée est celle issue de microorganismes Arthrospira platensis. On en extrait (vii) tout particulièrement la C-phycocyanine qui, purifiée, concentrée et séchée, donne une poudre bleue, utilisée comme colorant alimentaire.
La C-phycocyanine peut très schématiquement être représentée selon
Chaine protéinique (viii)― groupe chromophore bleu
La structure de son groupe chromophore est représentée ci-contre (source https://www.rcsb.org/ligand/CYC)
La C-phycocyanine a été autorisée en 2013 par la FDA comme colorant alimentaire des gommes et bonbons et est en 2020 le seul colorant bleu naturel autorisé aux USA, Europe et Chine dans des applications alimentaires telles que les pâtisseries (glaçage, nappage…) laitages, gélatines, céréales…, des applications pharmaceutiques (enrobages de produits) et cosmétiques.
La phycocyanine est aussi très recherchée pour son pouvoir anti-oxydant.
Alors bonne dégustation, mais attention au sucre !
Françoise Brénon
(i) Le bleu patenté est utilisé sous forme de sel de calcium Ca(C27H31N2O7S2)2 ou de sodium Na(C27H31N2O7S2).
Sa formule développée est page 8 https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa.2013.3108
(ii) Source Avis scientifique sur la réévaluation du brevet Blue V (E 131) en tant qu’additif alimentaire EFSA Journal (2013)
(iii) Les cyanobactéries (cyano du grec ancien kyanos signifiant bleu) sont des bactéries qui synthétisent leurs molécules organiques comme les plantes, par photosynthèse. Afin de capter la lumière, elles utilisent des pigments présents dans leurs structures.
(iv)Un procaryote est un microorganisme unicellulaire dont la structure cellulaire ne comporte pas de noyau.
(v) Elles ont une configuration spatiale en forme d’hélice d’où le nom spiruline dérivant du latin spira (enroulement).
(vi) En 2018 la production mondiale provient de Chine à plus de 50 % (2). Parmi les autres pays producteurs, citons les USA (Hawaï), le Mexique, la Thaïlande… La France en produit en très petits tonnages.
(vii) Plusieurs procédés d’extraction sont possibles (2) et (3). Après une destruction de la membrane de la bactérie (désintégration cellulaire) tout en évitant la dénaturation des protéines, il faut séparer les protéines solubles dans l’eau, ce qui est le cas des phycocyanines, des autres protéines liposolubles et des lipides. Pour ceux-ci on essaie d’éviter des solvants organiques à impact environnemental. L’extraction à l’aide de CO2 supercritique répond par exemple à ce critère.
(viii) La structure de sa chaine protéïque est répertoriée sur le site PDB (Protein Data Bank) RCSB PDB - 1GH0: STRUCTURE CRISTALLINE DE LA C-PHYCOCYANINE DE SPIRULINE PLATENSIS
Pour en savoir plus
(1) Couleur et coloration des aliments, une simple affaire de chimie ? de Sylvain Guyot, La chimie et l’alimentation (EDP Sciences)
(2) Spiruline : Culture, production et applications, document très complet sur le sujet par Maryline Aber Vian, Techniques de l’Ingénieur publié le 10/03/2021
(3) Évaluation des méthodes d’extraction de la phycocyanine et son rendement à partir de spirulina platensis de Imène Lafri et coll., Agrobiologia
Monsieur Jean-Pierre Clamadieu, Président du Conseil d’Administration de ENGIE, montre que énergéticiens et chimistes disposent de solides avantages pour répondre aux besoins des autres filières industrielles qui engagent leur transformation, parmi lesquelles l’aéronautique, le transport terrestre, l’électronique, l’agriculture… Les opportunités de collaboration sont nombreuses, la plus emblématique étant l’hydrogène « vert ».
Vidéo de la conférence (durée 49:08)
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Source : Colloque Chimie et énergies nouvelles, 10 février 2021.
Monsieur Laurent Carme, Directeur General, présente les activités du groupe McPhy, spécialiste des équipements de production et de distribution de l’hydrogène qui contribue au développement mondial de l’hydrogène zéro-carbone (hydrogène « vert »). Fort de sa gamme complète dédiée aux secteurs de l’industrie, de la mobilité et de l’énergie, McPhy offre à ses clients des solutions clés en main adaptées à leurs applications d’approvisionnement en matière première industrielle, de recharge de véhicules électriques à pile à combustible ou encore de stockage et valorisation de surplus d’électricité d’origine renouvelable.
Vidéo de la conférence (durée 20:39)
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Source : Colloque Chimie et énergies nouvelles, 10 février 2021.
Monsieur Jean-Paul Moulin, Directeur Scientifique matériaux Arkema présente les attentes et les défis des matériaux de la transition énergétique au sein du groupe : les matériaux composites pour l’éolien offshore, les réservoirs pour le stockage sous 700 bars de l’hydrogène… Pour la mobilité il faut aussi réduire la masse des équipements (batteries, réservoirs) en optimisant l’usage de composites fibres de carbone. Le recyclage en fin de vie de ces matériaux doit être intégré dès la conception. Les défis à relever sont nombreux et multifactoriels. Les thermoplastiques de hautes performances peuvent déjà répondre à certains de ces défis
Vidéo de la conférence (durée 25:31)
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Source : Colloque Chimie et énergies nouvelles, 10 février 2021.
L’engagement de EDF dans la transition énergétique est présenté par Monsieur Jean-Philippe Laurent, Directeur Stratégie et développement, pôles clients, services et territoires. Cet engagement se traduit dans la mise en œuvre de quatre plans : le plan solaire (30GW), le plan stockage (10GW), le plan mobilité et le plan hydrogène axé sur les industriels.
Le groupe EDF a par ailleurs choisi de développer quatre voies pour décarboner l’industrie :
- l’efficacité énergétique ;
- la récupération de chaleur et l’intégration énergétique de pompes à chaleur haute température ;
- l’électrification des procédés ;
- le développement des énergies renouvelables.
L’ensemble de ces actions est illustré par des exemples.
Vidéo de la conférence (durée 16:40)
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Source : Colloque Chimie et énergies nouvelles, 10 février 2021.
Monsieur Olivier Greiner, Directeur Recherche et Développement Raffinage chimie de Total, montre que 10% des budgets de R&D de Total sont désormais consacrés à la capture, au transport, à la séquestration et à la conversion de CO2. Des thèmes tels que le recyclage, les produits biosourcés, la décarbonation du gaz, la production d’électricité renouvelable solaire ou éolienne, la mobilité électrique occupent une place de plus en plus importante dans le portefeuille de programmes du groupe.
Vidéo de la conférence (durée 29:09)
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Source : Colloque Chimie et énergies nouvelles, 10 février 2021.
L’ammoniac, facile à produire, capable de stocker et transporter aisément de l’énergie, pourrait avoir un rôle dans la transition énergétique dès qu’il sera produit à partir de l’excès d’électricité des sources renouvelables. Madame Christine Mounaim-Rousselle fait le point sur ce sujet. Depuis ces cinq dernières années, le potentiel de l’ammoniac pour des groupes énergétiques stationnaires tels que les turbines à gaz ou les moteurs électrogènes est exploré soit comme combustible pur soit partiellement mélangé avec de l’hydrogène. De nouvelles études montrent son intérêt pour décarboner partiellement des bruleurs industriels fonctionnant au charbon ou au gaz de cokerie.
Vidéo de la conférence (durée 23:23)
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Source : Colloque Chimie et énergies nouvelles, 10 février 2021.